СУДЬБА О. В. ЛОСЕВА, ИЗОБРЕТАТЕЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ТЕХНИКИ, В КОНТЕКСТЕ РОССИЙСКОГО СЦЕНАРИЯ РАЗВИТИЯ НАУКИ - Студенческий научный форум

V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

СУДЬБА О. В. ЛОСЕВА, ИЗОБРЕТАТЕЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ТЕХНИКИ, В КОНТЕКСТЕ РОССИЙСКОГО СЦЕНАРИЯ РАЗВИТИЯ НАУКИ

Полубарьева О.С., Михайлова Т.Л.
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Общеизвестно, что современная наука – это процесс коллективного творчества. Но коллективы, которые действительно творят, а не ремесленничают, формируются вокруг ярких лидеров, каждый из которых – личность. И это тоже неоспоримый факт.

Успешная деятельность выдающейся личности определяется тем, насколько она овладела достижениями современной науки и техники, насколько она умеет видеть ростки нового и правильно оценивать старое. Но для этого нужно знать историю важнейших открытий и изобретений. Только на конкретных примерах зарождения, развития и совершенствования каких- либо технических устройств можно познать диалектику научно-технического прогресса, инициируемого творческими интенциями ученого.

Каждому человеку, желающему реализоваться в какой-либо области, прежде всего, необходимо изучить историю развития своей специальности, а именно жизненный путь и достижения корифеев в этой сфере. Изучая историю, современный специалист – в какой бы области он ни работал – неизбежно возвращается в минувшие столетия, мысленно встречается с выдающимися людьми, жившими ранее. «Мы можем, – как отмечалось в одной из монографий – приобрести их опыт и мудрость, на что самостоятельно потребовались бы столетия. Время и пространство как бы расширяются» [3]. История отдельных изобретений в той или иной отрасли науки и техники часто «вытаскивает» на поверхность некие методологические принципы, являющиеся стержневыми в различных дисциплинах. Не исключением является и история радиоэлектроники, во многом вобравшая в себя много ценных технических открытий и начинаний организационного плана из деятельности Нижегородской лаборатории, по оценке некоторых экспертов, фактически являющаяся первым в мире технопарком [3]. Деятельность любой организации – это, прежде всего, люди, профессионалы, одержимые и преданные своему делу.

Историю Нижегородской лаборатории, как и истории радиоэлектроники, невозможно представить без некоторых гениальных ученых и инженеров Нижнего Новгорода, которые своими идеями и изобретениями на все века опередили свое время. Достаточно вспомнить гениального Олега Владимировича Лосева, незаслуженно забытого потомками.

Олег Лосев родился в Твери 10 мая 1903 г. Его отец был конторский служащий на вагоностроительном заводе, мать - домохозяйка. Его учитель физики Вадим Леонидович Лёвшин (1896-1969) - впоследствии академик, лауреат Сталинской премии 1951 г. – привил своему ученику интерес к научным исследованиям. «Заболел» радиотехникой Олег Лосев в 1916 г., после одной из первых лекций нового начальника Тверской радиостанции внешних сношений, штабс-капитана Владимира Лещинского. Тогда же он познакомился и с его помощником – поручиком Михаилом Бонч-Бруевичем и профессором Рижского политехникума Владимиром Лебединским.

Став заядлым радиолюбителем, Олег Лосев устроил дома радиолабораторию. Занимаясь дома всякими поделками, он иногда занимался и мальчишескими шалостями. Так, например, он иногда звонил по телефону какому-нибудь наугад выбранному абоненту и, услышав его ответ, прикладывал к микрофону какую-нибудь очередную изготовленную им электрическую пищалку или гуделку, представляя себе, как при этом «радуется» на другом конце провода случайный и незнакомый «собеседник».

Летом 1920 г., окончив Тверское училище, он решил поступать в Москве в институт связи, но предложение работать в НРЛ оказалось привлекательнее. Здесь и привелось Лосеву заниматься исследованием самых ненадёжных и самых капризных элементов тогдашних безламповых приёмников – кристаллических детекторов. В 20–е годы было известно, что если к некоторым кристаллам прижать металлическую проволоку, то у них возникает способность принимать (детектировать) радиосигналы. Для демонстрации этого эффекта чаще всего использовались кристаллы галенита (PbS). Однако сам принцип действия детекторов в то время не был известен. К тому же детекторы работали неустойчиво, сигнал на выходе кристаллического детектора был очень слаб; его можно было услышать только с помощью чувствительных наушников.

Поэтому Олег Лосев стал искать пути усовершенствования детекторов. В процессе исследований в НРЛ он обнаружил в детекторе из цинкита (минеральный оксид цинка – ZnO) со стальным острием способность усиливать слабые радиосигналы и возбуждать в радиотехнических контурах незатухающие колебания. Лосев установил фундаментальную закономерность: генерацию или усиление сигнала с помощью двухэлектродного прибора можно получить только в том случае, если он при определенных условиях обладает «отрицательным сопротивлением» (возрастание напряжения на приборе приводит к падению тока). Это открытие и легло в основу радиоприемника, который Лосев создал в 1922 году и назвал кристадином. По своим свойствам и конструкции кристадин Лосева не отличается от трёхэлектродного полупроводникового прибора, именуемого ныне транзистором.

Кстати, за повторное изобретение в 1947 году транзистора, была вручена в 1956 году Нобелевская премия американцу русского происхождения Ивану Бардину (Джону Бардину), лично признававшему в своей нобелевской речи приоритет Лосева. Транзисторы производятся в мире триллионными экземплярами, составляя базу современной электроники. Они составляют основу телефонов, микроволновых печей, радиоприёмников, телевизоров, плееров, компьютеров, фотокамер, утюгов, принтеров, ксероксов, сканеров, калькуляторов, кондиционеров, фотоэлементов, систем видеонаблюдения. Перечисление можно продолжать до бесконечности.

В редакторском предисловии к статье Лосева «Осциллирующие кристаллы» в американском журнале The Wireless World and Radio Review (октябрь 1924 года) говорится: «Автор этой статьи, Мр. О. Лосев из России за сравнительно короткий промежуток времени приобрел мировую известность в связи с его открытием осциллирующих свойств у некоторых кристаллов…» . Американский журнал «Radio News» восклицал: «Молодой русский изобретатель О. В. Лосев передал свое изобретение миру, не взяв на него патента!»Один из французских журналов писал тактичнее: «...Лосев обнародовал свое открытие, думая, прежде всего, о своих друзьях - радиолюбителях всего мира».

Продолжая исследования, Лосев в 1923 г. на карборундовом детекторе обнаружил ещё одну разновидность активности кристаллов: холодное безинерционное свечение, т.е. способность полупроводников генерировать электромагнитные излучения в световом диапазоне волн. Раньше такого явления он не наблюдал, но прежде и использовались другие материалы. Карборунд (карбид кремния) был испробован впервые. Лосев повторил опыт – и снова полупрозрачный кристалл под тонким стальным острием засветился. Так, было сделано одно из перспективнейших открытий электроники – электролюминесценция полупроводникового перехода. Обнаружил Лосев явление случайно или тому были научные предпосылки, сейчас судить трудно. Так или иначе, но молодой талантливый исследователь не прошел мимо необычного явления, не отнес его в разряд случайных помех, напротив, обратил самое пристальное внимание, угадал, что оно базируется на еще неизвестном экспериментальной физике принципе. В мировой физике это явление получило название «электролюминесценция» или просто – «свечение Лосева».

В 1931 г. Лосев получил премию за «свечение Лосева» и фотоэффект. С 1931 по 1934 годы О.В.Лосев трижды выступал с докладами о своих работах на Всесоюзных конференциях в Ленинграде, Киеве и Одессе. Практическое использование эффекта свечения Лосева началось в конце пятидесятых годов. Этому способствовало освоение полупроводниковых приборов: диодов, транзисторов, тиристоров. Не полупроводниковыми оставались только элементы отображения информации – громоздкие и ненадежные. Поэтому во всех развитых в научно-техническом отношении, странах велась интенсивная разработка полупроводниковых светоизлучающих приборов. В 1927-1928 годах Олег Владимирович совершил третье своё открытие: емкостный фотоэффект в полупроводниках. Суть этого изобретения состоит в открытии способности кристаллов преобразовывать световую энергию в электрическую. Кстати, на этом основывается принцип действия солнечных батарей.

В 1938 г. учёный совет Ленинградского политехнического института присудил Олегу Владимировичу Лосеву учёную степень, кандидата физико-математических наук без защиты диссертации. С получением кандидатского диплома. О.В.Лосев обрёл право на педагогическую работу и с осени 1938 г. стал преподавать физику студентам-медикам, не оставляя и научной работы. В частности, он разработал систему противопожарной сигнализации, электрический стимулятор сердечной деятельности и портативный обнаружитель металлических предметов (пуль и осколков) в ранах.

О.В. Лосев, на десятилетия опередивший современную ему физику, занимался не только фундаментальной стороной науки, но и пытался доводить результаты своих исследований до практического применения, что подтверждается его 15-ю авторскими свидетельствами на изобретения, среди которых два – на «кристадины». Он разработал шесть конструкций радиоприёмников, в том числе и один ламповый. Его многочисленные открытия намного опередили время и, как это, к сожалению, часто случалось в истории науки, были практически забыты к моменту начала бурного развития полупроводниковой электроники.

Взглянув на науку через призму жизненного пути О.В. Лосева можно сделать вывод о том, что человек, окрыленный идей, способен преодолеть все трудности и невзгоды для достижения своей цели. Готов работать день и ночь, не ради славы и денег, а на благо общества. Наука, действительно, интернациональна: ее открытия принадлежат человечеству. Но с другой стороны, оптимизм относительно творческих интенций ученого, окрыленного идеями, невольно наталкивает и на другие, уже не оптимистические мысли о судьбе страны в контексте электронной гонки на мировой арене, о судьбе ученого, если ему довелось жить в определенное время, которое, как известно, не выбирают. Имя Олега Владимировича Лосева сегодня известно разве что узкому кругу специалистов. А жаль: его вклад в науку, в развитие радиотехники таков, что дает право этому ученому-подвижнику на благодарную память потомков.

Как известно, в списке государств-лидеров в области полупроводниковых технологий Россия не значится. Территория столкновения науки и политики? Направив финансовые и человеческие ресурсы на создание космической техники, разработку атомного оружия, руководители советского государства не сумели «откорректировать» научный бюджет; не учли изменяющиеся реалии НТР. Изучение истории науки свидетельствует о том, что открытия О.В. Лосева, намного опередившие время, были забыты к моменту бурного развития полупроводниковой электроники. Хотя его работы подготовили открытие «транзисторного эффекта», за что профессор Иллинойского университета Джон Бардин в 1956 г., как отмечалось выше, получил свою первую Нобелевскую премию. Примечательно, что в числе достижений отечественных ленинских и нобелевских лауреатов – результаты фундаментально-прикладных исследований и разработок О.В.Лосева. Но он так и не получил своевременно объективной оценки своих заслуг со стороны соотечественников; его работы даже не включены в знаменитые исторические очерки по истории твердотельных усилителей, хотя кристадиновые радиоприемники и детекторы Лосева в середине 20-х годов демонстрировались на основных европейских радиотехнических выставках. Лаборанту Лосеву дозволялось делать открытия, но не греться в лучах славы.

Осуществим мысленный эксперимент. Представив на мгновение, что работы Лосева получают поддержку, пусть даже очень скромную. Предположим, что Лосев – руководитель группы, даже не лаборатории. Это означает самостоятельность темы, а также возможность участия в международных конференциях. При таком оптимистическом сценарии, работы Лосева могли бы приблизить эру твердотельной электроники? С одной стороны, в 1922 году Лосев не мог знать целого ряда явлений, необходимых для понимания работы кристадина, таких как зонная структура твердого тела. Эта теория была разработана в 30-х годах XX; роль примесей в полупроводниках понята лишь в 40-х годах XX века, а туннельный эффект открыт в конце 20-х годов. Но уже были известны дискретная структура атома и концепция квантов. Не достаточная ли это база для экспериментирования? Методология экспериментов О.В. Лосева 1926-1927 годов столь красива и удачна, что практически его экспериментальные приемы до сих пор находятся в арсенале современных исследователей. А интуиция Лосева, умноженная на мастерство экспериментатора? Возможно, при других сценариях все это могло бы привести к совершенно другому результату, приблизив полупроводниковую эру. Россия получила бы ключевую технологию XX века. Но история, как известно, не знает сослагательного наклонения, возможные сценарии развития – это только плод мысленного моделирования и разбор заблуждающегося разума, а судьба ученого, как и его открытий – это уже история, вживаясь в которую мы извлекаем урок.

Список литературы

  1. Новиков, М.А. Олег Владимирович Лосев – пионер полупроводниковой электроники /М.А. Новиков // Физика твердого тела. – 2004. – В. 1.

  2. Шнейберг Я.А., История выдающихся открытий и изобретений. – 2009.

  3. Ковалева Т.И. и др., НРЛ-Технопарк в оригинале. - 2008

Просмотров работы: 2375